JP2000147653A

JP2000147653A - 表示装置

Info

Publication number: JP2000147653A
Application number: JP10325204A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Hisatake; 雄三久武; Nozomi Harada; 望原田; Yoshinori Higuchi; 義則樋口; Yoshinori Motomiya; 佳典本宮; Masataka Shirato; 昌孝白土
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】小型にして十分な拡大像を実現できる表示装置
を提供することを目的とする。【解決手段】液晶表示装置１は、有効表示領域ＰＳを備
えた液晶パネル１０１と、有効表示領域ＰＳより大きい
画像表示領域ＤＳを備えた表示スクリーン７０１と、複
数の領域に区分された有効表示領域の各領域を表示スク
リーン上に拡大結像する拡大結像光学系５０１とを有し
ている。この拡大結像光学系５０１は、第１乃至第５レ
ンズアレイからなるレンズアレイ群５０１であり、レン
ズアレイ群のうちの第１レンズアレイ５１１と第２レン
ズアレイ５１２との間には、各領域毎に光軸を変更する
光路偏向手段４０１が配置され、第４レンズアレイ５１
４と第５レンズアレイ５１５との間には、拡大レンズ６
０１が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置に係り、
特に大面積にわたって良好な表示画像が得られる直視型
の表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に代表される平面表示装置
は、軽量、薄型、低消費電力の特徴を生かして各種分野
で利用されるようになってきた。中でも、パーソナル・
コンピュータに代表される携帯情報機器には、液晶表示
装置が多用されている。

【０００３】しかしながら、このような液晶表示装置で
は、ガラス等の絶縁性基板が用いられているが、その基
板の制約あるいは装置の制約等から２０インチ以上の大
きな表示面積を実現することは困難であった。

【０００４】そこで、複数の液晶パネルを貼り合わせて
大表示領域を形成する技術が特開平８−１４６４５５号
公報等で知られている。

【０００５】しかしながら、このような表示パネルの貼
り合わせによる大表示画面化は、その継目が視認される
ことから改良が求められていた。

【０００６】

【発明が解決しよとする課題】このような中、例えば特
開平５−１８８３４０号公報あるいは特開平９ー９６７
０４号公報には、液晶パネルに表示させた画像をレンズ
を用いて拡大する方法が開示されている。

【０００７】上述した公報に開示された技術は、液晶パ
ネルに表示させた画像を、等倍結像光学系（単焦点レン
ズアレイ）を用いて表示スクリーンに拡大投影するもの
で、表示画像を複数の領域に区分し、それぞれの領域の
画像を等倍結像光学系により表示スクリーンの前段に導
くとともに、その光路上に拡大光学系を配置して表示ス
クリーンに、拡大された画像を表示させるものである。

【０００８】しかしながら、上述した技術は、液晶パネ
ルの表示画像を、等倍結像光学系と拡大光学系により拡
大投影するため、大きな拡大倍率を得るためには、長い
光路が必要となり、表示装置としての装置の大きさが大
きくなる問題がある。また、等倍結像光学系は、物体面
（液晶パネル）と像面（スクリーン）との間の距離が結
像光学系に固有の大きさとなるため、液晶パネルとスク
リーンとの間の距離を低減することは、実質的に不可能
である。

【０００９】本発明は、上述した技術課題に対処して成
されたものであり、小型にして十分な拡大像を実現でき
る表示装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、複数の表示画素を所定個
数を単位として区分された複数の表示領域を有する表示
パネルと、前記表示パネルの前記それぞれの表示領域に
表示された画像を所定比率に拡大された状態で表示可能
な表示スクリーンと、記表示パネルと前記表示スクリー
ンとの間に配置され、前記表示領域のそれぞれの領域に
対応する屈折率を有するレンズが所定個数配列されたレ
ンズアレイにより前記表示パネルのそれぞれの表示領域
の画像を前記表示スクリーンに投影する光学系と、を備
えたことを特徴とする表示装置である。

【００１１】またこの発明の表示装置は、表示パネルと
表示スクリーンとの間に配置され、表示パネルからの光
を所定方向に偏向する光路偏向手段をさらに備えたこと
を特徴とする。

【００１２】さらにこの発明の表示装置の光学系は、表
示スクリーンとレンズアレイとの間に、少なくとも２枚
以上のレンズアレイが順に配列された光学系であること
を特徴とする。

【００１３】またさらにこの発明の表示装置において、
表示パネルの各表示領域の第１の方向の大きさは、表示
パネルの概ね中央部に位置する表示領域の大きさが最も
小さく定義されていることを特徴とする。

【００１４】さらにまたこの発明の表示装置において、
表示パネルの各表示領域の前記第１の方向の大きさは、
表示パネルの周縁部において最大で中央部に向かって所
定の割合で減少されることを特徴とする。

【００１５】またさらにこの発明の表示装置において、
表示パネルの各表示領域の第１の方向と直交する第２の
方向の大きさは、表示パネルの全域において均一な大き
さであることを特徴とする。

【００１６】さらにまたこの発明の表示装置において、
表示パネルの各表示領域に含まれる表示画素の個数は、
表示パネルの全ての表示領域において同一個数であるこ
とを特徴とする。

【００１７】またさらにこの発明は、第１の方向および
第１の方向に直交する第２の方向のそれぞれに所定個数
配列された画素を、前記第１の方向および第２の方向の
それぞれの方向に所定の個数を単位として区分して得ら
れる複数の表示領域からなる表示パネルと、前記表示パ
ネルに光と照射する光源と、前記表示パネルの前記表示
領域のそれぞれに対応して設けられた複数のレンズを含
み、前記光源からの光により前記第１および第２の方向
のそれぞれと直交する第３の方向に向けて投影された前
記表示パネルの画像を拡大しながらスクリーンに導く拡
大光学系と、を有し、前記表示パネルの前記複数の表示
領域のうちの前記表示パネルの前記第２の方向の周縁部
に位置する表示領域の大きさは、中央部に位置する表示
領域の大きさに比較して大きく定義されており、前記拡
大光学系の前記それぞれのレンズは、前記表示パネルの
前記第２の方向の周縁部に位置する表示領域からの画像
に対する屈折率が中央部に位置する表示領域からの画像
の大きさに比較して所定の比率で減少するよう定義され
ていることを特徴とする表示装置である。

【００１８】さらにまたこの発明は、複数の表示画素を
所定個数単位に区分した複数の表示領域が第１の方向お
よび第１の方向と直交する第２の方向にマトリクス状に
配列され、前記それぞれの表示領域は、前記第１の方向
および第２の方向の少なくとも一方の方向の大きさが前
記マトリクス状の配列の中央部に比較して周縁部で大き
くなるよう構成され手いる表示パネルと、前記表示パネ
ルの前記それぞれの表示領域に表示された画像を所定比
率に拡大された状態で表示可能な表示スクリーンと、前
記表示パネルと前記表示スクリーンとの間に配置され、
前記表示領域のそれぞれの領域に対応する屈折率を有す
るレンズが所定個数配列されたレンズアレイにより前記
表示パネルのそれぞれの表示領域の画像を前記表示スク
リーンに投影する光学系と、を備えたことを特徴とする
表示装置である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態が適用される表示装置を、詳細に説明する。

【００２０】図１に示すように、表示装置１は、図２を
用いて以下に説明する液晶パネル１０１と、液晶パネル
１０１を駆動して画像を表示させる図示しない駆動回路
基板と、液晶パネル１０１の裏面側に配置される面光源
部３０１と、液晶パネル１０１の前面に配置される光路
偏向手段４０１と、第１ないし第５のレンズアレイ５１
１，・・・，５１５から成るレンズアレイ５０１と、レ
ンズアレイ５０１内の任意の位置に設けられ、光路偏向
手段４０１により所定の比率で拡大された液晶パネル１
０１の画像をさらに拡大する拡大レンズ６０１と、拡大
レンズ６０１の前面に配置される画像表示面（表示スク
リーン）７０１とを備えている。

【００２１】液晶パネル１０１は、対角１２インチサイ
ズで、例えば行方向が１０３２で、列方向が７７４であ
る１０３２×７７４の表示画素を備えた有効表示領域Ｐ
Ｓを含む。なお、液晶パネル１０１の有効表示領域ＰＳ
は、表示スクリーン７０１の方向からみた状態で、図４
を用いて後段に説明するように、例えば２４×１８のブ
ロックに区分されている。すなわち、各表示領域におけ
る画素の数は、４３×４３である。

【００２２】また、液晶パネル１０１は、図２に示すよ
うに各画素を制御するスイッチ素子として多結晶シリコ
ン（ｐ−Ｓｉ）薄膜が活性層に用いられた薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）１２１を備えるアレイ基板１１１と、対
向基板１５１と、アレイ基板１１１と対向基板１５１と
の間に、それぞれ配向膜１８３ａ，１８３ｂを介して保
持されるＴＮ液晶層１９１とを含む。なお、それぞれの
基板１１１，１５１の外表面には、透過軸が互いに直交
するように、偏向板１８５ａおよび１８５ｂが配置され
ている。

【００２３】更に詳しく説明すると、アレイ基板１１１
は、ガラスからなる０．７ｍｍ厚の透明絶縁基板１１３
上に、図示しないがマトリクス状に配置される１０２４
×３本の信号線及び７６８本の走査線と、信号線と走査
線との交点近傍に配置されるスイッチ素子としてのＴＦ
Ｔ１２１と、ＴＦＴ１２１に接続されＩＴＯから構成さ
れる画素電極１３１とを備えている。

【００２４】ＴＦＴ１２１は、チャネル領域１２３ｃ、
チャネル領域１２３ｃを挟んで配置されるソース領域１
２３ｓおよびドレイン領域１２３ｄを備えた多結晶シリ
コン（ｐ−Ｓｉ）膜１２３、ｐ−Ｓｉ膜１２３のチャネ
ル領域１２３ｃ上に、ゲート絶縁膜１２５を介して配置
され、走査線に電気的に接続されるゲート電極１１８、
ソース領域１２３ｓおよびドレイン領域１２３ｄにそれ
ぞれ接続されたソース電極１２７ｓおよびドレイン電極
１２７ｄを有する。ゲート電極１１８は、走査線に接続
され、ドレイン電極１２７ｄは信号線に、さらにソース
電極１２７ｓは画素電極１３１にぞれぞれ接続されてい
る。

【００２５】対向基板１５１は、ガラスからなる０．５
ｍｍ厚の透明絶縁基板１５３上に、画素電極１３１に対
向したＩＴＯから構成される対向電極１５５を備えてい
る。

【００２６】また、カラー表示は、カラーフィルタをア
レイ基板１１１上あるいは対向基板１５１上に形成する
ことにより、もしくは各フィールド期間を各色期間毎に
分割して駆動することにより、表示可能であるが、この
実施の形態では、アレイ基板１１１上に、カラーフィル
タ１８１を配置している。なお、画素電極１３１は、カ
ラーフィルタ１８１上に配置される。

【００２７】再び図１を参照すれば、図２に示した液晶
パネル１０１の裏面側に配置される面光源部３０１は、
十分な光量を確保するために、例えばアクリル樹脂から
成る薄板状の導光板３１１と、導光板３１１の所定位置
に設けられた発光装置である冷陰極管３２１とからな
る。

【００２８】導光板３１１表面上には、導光板３１１か
ら放射される拡散光を概ね平行な光とするために、例え
ば３Ｍ社製のプリズムシート３３１が、それぞれのプリ
ズムシートのプリズム構造が直交するように９０°ずら
された状態で２層配置されている。なお、導光板３１１
の裏面側には、冷陰極管３２１から放射され、導光板３
１１内を伝播される光を選択的に、主表面から出射させ
るよう乳白色のドットパターンが形成されている。

【００２９】次に、液晶パネル１０１と表示スクリーン
７０１との間の光学系について詳細に説明する。

【００３０】図３に示すように、図１を用いて既に説明
したレンズアレイ５０１の各レンズアレイ５１１，・・
・，５１５は、それぞれ、図４を用いて以下に示すよう
に、２４＝２ｍ×１８＝２ｎに区分されている表示領域
からなる液晶パネル１０１のそれぞれから放射された画
像に対応するマトリクス状に配置された２４×１８個の
レンズからなる。なお、以下、説明のため各レンズアレ
イの任意のレンズについて、行方向および列方向のそれ
ぞれの位置を、−ｎから−１および１からｎまでおよび
−ｍから−１および１からｍの添え字の組み合わせ表示
（ｘ，ｙ）により特定することとする。また、この実施
の形態では、液晶パネル１０１の有効表示領域ＰＳを２
４×１８の領域に区分する例を説明するが、各表示画素
または各表示絵素毎の領域に分割することもできる。こ
のとき、分割数は、拡大倍率、液晶パネル１０１と表示
スクリーン７０１との間の間隔等によって決定され、表
示品位等を考慮すると９分割以上の分割数に設定するこ
とが望ましい。

【００３１】従って、レンズアレイ５１１ないし５１５
のそれぞれにおいて、液晶パネル１０１の概ね中央に位
置するブロックから投影される画像を拡大するレンズ５
１１ _{（１，１）}，５１１_{（１，−１）}，５１１
_{（−１、１）}および５１１_{（−１，−} _１），・・・，５
１５_{（１，１）}，５１５_{（１，−１）}，５１５
_{（−１，１）}および５１５_{（−１，−１）}と、それぞれ
のレンズアレイの行方向の両端側に順に配列される複数
のレンズ５１１_{（ｍ，＊）}，５１１_{（−ｍ，＊）}，・・
・，５１５_{（ｍ，＊）}，５１５_{（−ｍ，＊）}と、それぞ
れのレンズの列方向の両端側に順に配置される複数のレ
ンズ５１１_{（＊，ｎ）}，５１１_{（＊，−ｎ）}，・・・，
５１５_{（＊，ｎ）}，５１５_{（＊，−ｎ）}のそれぞれによ
り、２４×１８（２ｍ×２ｎ）の領域に分割された液晶
パネル１０１の全ての表示領域の画像が順に拡大され
て、表示スクリーン７０１に投影されることになる（＊
は、位置を問わない任意の整数を示す）。

【００３２】詳細には、液晶パネル１０１のそれぞれの
ブロックに表示された画像は、第１のレンズアレイ５１
１の各レンズ５１１_{（ｘ，ｙ）}を通って、それぞれのレ
ンズに対応する第２のレンズアレイ５１２のそれぞれの
レンズ５１２_{（ｘ，ｙ）}に案内される。このとき、第１
レンズアレイ５１１の各レンズ５１１_{（ｘ，ｙ）}を透過
した光（画像）は、第２レンズアレイ５１２の対応する
各レンズ５１２_（ｘ， _ｙ）に入射される際に、第１のレ
ンズアレイ５１１と第２のレンズアレイ５１２との間に
配置されている光路偏向手段としての、例えば凹レンズ
４０１の作用により、行方向および列方向のそれぞれ
に、所定の広がり（発散性）が与えられる。なお、光路
偏向手段４０１としては、凹レンズの他にも、例えば凸
レンズ、フレネルレンズ、プリズムあるいは光ファイバ
束等の任意の光学要素を用いることができる。

【００３３】第２のレンズアレイ５１２の各レンズ５１
２_{（ｘ，ｙ）}に導かれた画像（液晶パネル１０１を出射
され、第１のレンズアレイ５１１の対応するレンズを通
過した）光は、第３のレンズアレイ５１３の各レンズ５
１３_{（ｘ，ｙ）}に、今度は、倒立像として案内される。

【００３４】以下、第３のレンズアレイ５１３の各レン
ズ_{（ｘ，ｙ）}に導かれた画像光は、第４のレンズアレイ
５１４の各レンズ５１４_{（ｘ，ｙ）}、拡大レンズ６０１
および第５のレンズ５１５の各レンズ５１５_{（ｘ，ｙ）}
のそれぞれに順に案内され、第５のレンズアレイ５１５
の各レンズ５１５_{（ｘ，ｙ）}により平行光に変換され
て、表示スクリーン７０１に投影される。なお、拡大レ
ンズ６０１としては、例えば凹レンズ、あるいは凸レン
ズ、フレネルレンズ、プリズムおよび光ファイバ束等の
任意の光学要素を用いることができる。また、表示スク
リーン７０１としては、例えば対角２０インチの画像表
示領域ＤＳを有し、視野角を改善する目的で適度な拡散
能が与えられた光透過性のパネルが利用される。

【００３５】このようにして、液晶パネル１０１の有効
表示領域ＰＳに表示された画像は、レンズアレイ５０１
により定義される所定の倍率で、表示スクリーン７０１
に、正立拡大像として投影される。なお、図１に示した
例では、レンズアレイ５０１が提供可能な拡大倍率は、
レンズアレイ５１２，５１３および５１４のそれぞれに
おいて、例えば１．２倍に定義されている。また、レン
ズアレイ５０１の倍率と光路偏向手段である凹レンズ４
０１と拡大レンズ６０１のそれぞれの倍率を最適化する
ことにより、最終的に約１．７倍（凹レンズ４０１と拡
大レンズ６０１により約１．４倍）に、拡大される。

【００３６】ところで、図３に示されるように、第１な
いし第５のレンズアレイ５１１，・・・，５１５、凹レ
ンズ４０１および拡大レンズ６０１のそれぞれを通って
表示スクリーン７０１に導かれる画像は、液晶パネル１
０１の中央付近のブロックに表示される画像と液晶パネ
ル１０１の行方向または列方向のそれぞれの端部付近に
表示される画像との間で、拡大される比率が異なること
が認められる。また、同時に、液晶パネル１０１の行方
向または列方向のそれぞれの端部付近において表示され
た画像に対して、不所望な収差成分が付与されることに
なる。

【００３７】このことは、表示スクリーン７０１に表示
された画像を観測者が目視した場合に、液晶パネル１０
１の行方向（水平方向＝信号線方向）または列方向（垂
直方向＝走査線方向）のそれぞれの端部付近からの画像
に関して、解像度の劣化、画像の歪み（あるいはカラー
表示である場合には、色のにじみ）等が顕著になること
を示している。

【００３８】図４は、表示スクリーン７０１に投影され
た液晶パネル１０１の画像の品質を、表示スクリーンの
全域において一定以上の品質に改良可能な液晶パネルの
構成の一例を説明する概略図である。なお、図４は、図
１に示した液晶パネル１０１を表示スクリーン７０１の
側から見た状態を示す概略平面図である。

【００３９】図４に示されるように、液晶パネル１０１
は、行方向に、−ｍ，・・・，−１，１，・・・，ｍで
示される（２４列の）列と、列方向に、−ｎ，・・・，
−１，１，・・・，ｎで示される（１８行の）行により
区分される４ｍｎ（４３２）個の表示ブロックを有す
る。

【００４０】各表示ブロックにおける表示画素すなわち
単位画素は、この実施の形態では、例えば行方向および
列方向のそれぞれに関して、４３個である。

【００４１】単位画素の大きさは、液晶パネル１０１の
中央部分、すなわちブロック（１，１），（１，−
１），（−１、１）および（−１，−１）およびその近
傍のブロック）で、行方向に関して例えば１００μｍ＝
Ｌ１で、列方向に関して例えば３５０μｍ＝ｔに、それ
ぞれ定義されている。

【００４２】また、液晶パネル１０１の行方向に沿った
端部およびその近傍すなわち列方向位置を問わない各ブ
ロック（−ｍ，＊），（ｍ，＊）およびその近傍のブロ
ックにおいて、単位画素の大きさは、行方向に関して例
えば３００μｍ＝Ｌ３に、それぞれ定義されている。な
お、列方向の大きさは、中央付近と同様に、例えば３５
０μｍ＝ｔである。

【００４３】一方、液晶パネル１０１の行方向に沿った
端部と中央部との間の中間部分とその近傍すなわち列方
向位置を問わない各ブロック（−ｍ／２，＊），（ｍ／
２，＊）およびその近傍のブロックにおいて、単位画素
の大きさは、例えば２００μｍ＝Ｌ２で、列方向に関し
ては中央付近と同様に、例えば３５０μｍ＝ｔに、それ
ぞれ定義されている。

【００４４】すなわち、液晶パネル１０１の４ｍｎ個に
区分された表示ブロックのそれぞれは、列方向（垂直方
向＝信号線方向）の間隔（表示画素の高さ）ｔは、パネ
ルのどの位置においても等しく、その一方で、行方向
（水平方向＝走査線方向）の間隔（表示画素の幅）は中
央部において最小で、行方向の両端部において最大（Ｌ
１＜Ｌ２＜Ｌ３）となるよう定義されている。なお、信
号線方向（列方向）においても、周辺部に向けて画素の
大きさ（高さ）が、所定の比率で増大されてもよい。

【００４５】このことは、レンズアレイ５０１の各レン
ズアレイ５１１，・・・，５１５のそれぞれにおける中
央付近のレンズ５１１_{（１，１）}，５１
１_{（１，−１）}，５１１_{（−１、１）}および５１１
_{（−１，−１）}のそれぞれと、レンズアレイの行方向の
両端側に配列される複数のレンズ５１１_{（ｍ，＊）}およ
び５１１_（−ｍ， _＊），・・・，５１５_{（ｍ，＊）}およ
び５１５_{（−ｍ，＊）の}それぞれのレンズの屈折力（パ
ワー）の差を低減することができることを示している。

【００４６】このようにして、液晶パネル１０１の表示
画素の大きさを、中央付近と周辺部（主として、行方向
のみ）とで異なる大きさとする（周辺部において増大す
る）ことにより、液晶パネル１０１の少なくとも行方向
の端部付近に表示される画像に生じることのある拡大レ
ンズ系（レンズアレイ）５０１の収差の影響すなわち解
像度の劣化、画像の歪み（あるいはカラー表示である場
合には、色のにじみ）等を低減できる。

【００４７】以上説明したように、この実施の形態の液
晶表示装置１によれば、対角１２インチサイズの液晶パ
ネル１０１の有効表示領域ＰＳに表示された表示画像
を、１００ｍｍの間隔をもって対角２０インチサイズの
画像表示領域ＤＳに拡大投影することができた。

【００４８】しかも、この実施の形態の液晶表示装置１
によれば、液晶パネル１０１の有効表示領域ＰＳを、４
ｍｎ個の領域に区分し、区分された各領域毎に、第１な
いし第５のレンズアレイ５１１，・・・，５１５の各レ
ンズ５１１_{（ｍ，１）}，５１１_{（−ｍ，１）}，・・・，
５１５_{（ｍ，１）}，５１５_{（−ｍ，１），・・・，}５１
１_{（１，１）}，５１１_{（１，−１）}，５１１
_{（−１，１）}，５１１_{（−１，−} _１），・・・，５１５
_{（１，１）}，５１５_{（１，−１）}，５１５_{（−１，１）}
および５１５_{（−１，−１）}，・・・，５１１
_{（１，ｎ）}，５１５_{（−１，ｎ）}，・・・，５１５
_{（１，ｎ）}，５１５_{（−１，ｎ）}のそれぞれを対応させ
て画像を（表示スクリーン７０１に）導くため、短い光
路で大きな倍率の拡大画像を得ることができた。

【００４９】これにより、液晶パネル１０１としては比
較的小さい有効表示領域ＰＳを持つものが使用できるの
で、装置の低廉化を達成することができた。

【００５０】なお、上述した例では、液晶表示パネル１
０１の表示画素を行方向に２４、列方向に１８の表示領
域に区分するとともに、各表示画素の行方向の幅を変え
る例を説明したが、列方向の高さを変化してもよいこと
はいうまでもない。また、行方向および列方向のそれぞ
れの大きさを変化させてもよい。この場合、各レンズア
レイの表示領域のそれぞれに対応する単レンズの屈折率
も合わせて変化されることは既に説明した通りである。

【００５１】なお、図１および図３に示した結像光学系
に関し、例えば図５に示すように、レンズアレイ５０１
の第５レンズアレイ５１５と表示スクリーン７０１との
間に、第５レンズアレイ５１５の各レンズを通過した光
（画像）のそれぞれの主光線を、表示スクリーン７０１
に対する法線方向に一致させる光路偏向手段８０１とし
てのコリメータレンズ８０１を配置することも可能であ
る。これにより、画面輝度の均一性が確保されるととも
に、良好な表示品位を実現できる。

【００５２】また、レンズ８０１により、各主光線を表
示スクリーン７０１の中央に向かう方向に僅かに収束さ
せることもでき、この方法によれば、観察者がスクリー
ンの中央付近から画像を目視する場合に、より表示画像
の品位を向上させることもできる。なお、光路偏向手段
８０１としては、凹レンズ、凸レンズ、フレネルレン
ズ、あるいはプリズム等が適宜使用される。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の表示装
置によれば、画像情報を表示する液晶パネルと表示スク
リーンとの間の間隔が狭く、装置全体の厚さが薄い表示
装置を提供できる。

【００５４】また、拡大倍率に関連して増大される周辺
領域の収差成分の影響を受けにくく、しかも表示スクリ
ーンの全域において均質な画像品位を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態が適用される表示装置の
一例を示す概略図。

【図２】図１に示した表示装置に利用可能な液晶パネル
の構成の一例を示す概略図。

【図３】図１に示した表示装置のレンズアレイの配列の
特徴を説明する概略図。

【図４】図１に示した表示装置に利用可能な液晶パネル
の区分ブロックの画素の大きさの特徴を説明する概略
図。

【図５】図１の実施の形態の他の変形例に係る表示装置
の概略図。

【符号の説明】

１０１・・・液晶パネル、３０１・・・面光源部、４０１・・・光路偏向手段、５０１・・・レンズアレイ（拡大結像光学系）、５１１・・・第１のレンズアレイ、５１２・・・第２のレンズアレイ、５１３・・・第３のレンズアレイ、５１４・・・第４のレンズアレイ、５１５・・・第５のレンズアレイ、６０１・・・拡大レンズ、７０１・・・表示スクリーン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樋口義則埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号株式会社東芝深谷電子工場内 (72)発明者本宮佳典神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者白土昌孝神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 2H088 EA13 HA08 HA18 HA23 HA24 HA25 HA30 MA01 MA20 2H091 FA21Z FA23Z FA29X FA41Z GA13 LA16 5C058 AA09 AA11 AB03 AB05 AB06 BA17 EA04 EA11 EA12 EA26 EA51

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の表示画素を所定個数を単位として区
分された複数の表示領域を有する表示パネルと、前記表示パネルの前記それぞれの表示領域に表示された
画像を所定比率に拡大された状態で表示可能な表示スク
リーンと、前記表示パネルと前記表示スクリーンとの間に配置さ
れ、前記表示領域のそれぞれの領域に対応する屈折率を
有するレンズが所定個数配列されたレンズアレイにより
前記表示パネルのそれぞれの表示領域の画像を前記表示
スクリーンに投影する光学系と、を備えたことを特徴と
する表示装置。
【請求項２】前記表示パネルと前記表示スクリーンとの
間に配置され、前記表示パネルからの光を所定方向に偏
向する光路偏向手段をさらに備えたことを特徴とする請
求項１記載の表示装置。
【請求項３】前記光学系は、前記表示スクリーンと前記
レンズアレイとの間に、少なくとも２枚以上のレンズア
レイが順に配列された光学系であることを特徴とする請
求項１記載の表示装置。
【請求項４】前記表示パネルの前記各表示領域の第１の
方向の大きさは、前記表示パネルの概ね中央部に位置す
る表示領域の大きさが最も小さく定義されていることを
特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項５】前記表示パネルの前記各表示領域の前記第
１の方向の大きさは、前記表示パネルの周縁部において
最大で中央部に向かって所定の割合で減少されることを
特徴とする請求項４記載の表示装置。
【請求項６】前記表示パネルの前記各表示領域の前記第
１の方向と直交する第２の方向の大きさは、前記表示パ
ネルの全域において均一な大きさであることを特徴とす
る請求項５記載の表示装置。
【請求項７】前記表示パネルの前記各表示領域に含まれ
る前記表示画素の個数は、前記表示パネルの全ての表示
領域において同一個数であることを特徴とする請求項５
記載の表示装置。
【請求項８】第１の方向および第１の方向に直交する第
２の方向のそれぞれに所定個数配列された画素を、前記
第１の方向および第２の方向のそれぞれの方向に所定の
個数を単位として区分して得られる複数の表示領域から
なる表示パネルと、前記表示パネルに光と照射する光源
と、前記表示パネルの前記表示領域のそれぞれに対応し
て設けられた複数のレンズを含み、前記光源からの光に
より前記第１および第２の方向のそれぞれと直交する第
３の方向に向けて投影された前記表示パネルの画像を拡
大しながらスクリーンに導く拡大光学系と、を有し、前
記表示パネルの前記複数の表示領域のうちの前記表示パ
ネルの前記第２の方向の周縁部に位置する表示領域の大
きさは、中央部に位置する表示領域の大きさに比較して
大きく定義されており、前記拡大光学系の前記それぞれ
のレンズは、前記表示パネルの前記第２の方向の周縁部
に位置する表示領域からの画像に対する屈折率が中央部
に位置する表示領域からの画像の大きさに比較して所定
の比率で減少するよう定義されていることを特徴とする
表示装置。
【請求項９】複数の表示画素を所定個数単位に区分した
複数の表示領域が第１の方向および第１の方向と直交す
る第２の方向にマトリクス状に配列され、前記それぞれ
の表示領域は、前記第１の方向および第２の方向の少な
くとも一方の方向の大きさが前記マトリクス状の配列の
中央部に比較して周縁部で大きくなるよう構成され手い
る表示パネルと、前記表示パネルの前記それぞれの表示
領域に表示された画像を所定比率に拡大された状態で表
示可能な表示スクリーンと、前記表示パネルと前記表示
スクリーンとの間に配置され、前記表示領域のそれぞれ
の領域に対応する屈折率を有するレンズが所定個数配列
されたレンズアレイにより前記表示パネルのそれぞれの
表示領域の画像を前記表示スクリーンに投影する光学系
と、を備えたことを特徴とする表示装置。